الحالة الغازية: الخصائص ، القانون العام ، الأمثلة - كيمياء - 2026

في الحالة الغازية هو حالة من تجميع المواد التي تقام الجزيئات معا عن طريق التفاعلات الضعيفة، كونها قادرة على التحرك في كل الاتجاهات من الحاوية التي تحتوي عليها. من بين جميع الحالات المادية للمادة ، الحالة الغازية هي الحالة التي تظهر أكبر قدر من الحرية والفوضى.

تمارس الغازات ضغطًا وتحمل الحرارة وتتكون من جميع أنواع الجسيمات الصغيرة. غلافنا الجوي والهواء الذي نتنفسه هو مظهر من مظاهر الحالة الغازية هنا على الأرض.

في انبعاث الدخان ، يمكن ملاحظة سلوك الغازات قبل أن تنتشر في الغلاف الجوي. المصدر: Pexels.

من أمثلة الغازات غازات الاحتباس الحراري ، مثل بخار الماء وثاني أكسيد الكربون والميثان أو الأوزون. ثاني أكسيد الكربون الذي نخرجه في أنفاسنا هو مثال آخر على مادة غازية.

ترتبط الجزيئات الغازية بتفاعلات ضعيفة وتتحرك عبر الحاوية. ويلاحظ أن جسيمات الحالة السائلة أكثر اتحادًا ، وأن جسيمات المادة الصلبة متحدة بشكل وثيق

السوائل والمواد الصلبة ، على سبيل المثال ، لن تنتقل إلى مواقع خارج حدودها المادية ، وهي حقيقة أن الغازات لا تتحرك. الدخان المنبعث من السجائر والمداخن والأبراج يوضح لأنفسهم كيف يرتفع الغاز وينتشر في البيئة دون أي شيء يوقفه.

خصائص الحالة الغازية

يفتقر إلى الحجم أو الشكل

تتميز الحالة الغازية بعدم وجود شكل أو حجم محدد. إذا لم تكن هناك حدود لإيقافها ، فسوف تنتشر في جميع أنحاء الغلاف الجوي. حتى مثل الهيليوم ، فإنه سوف يهرب من الأرض.

يمكن للغاز أن يتخذ الشكل الذي تفرضه الحاوية فقط. إذا كانت الحاوية أسطوانية ، فسيكون الغاز على شكل أسطوانة.

موصل سيئ للحرارة

تتميز هذه الحالة أيضًا بكونها موصلًا ضعيفًا لكل من الحرارة والكهرباء. وهي عمومًا أقل كثافة مقارنة بالحالات الصلبة والسائلة.

نظرًا لأن معظم الغازات عديمة اللون ، مثل الأكسجين وثاني أكسيد الكربون ، يمكنك تحديد مقدارها في الحاوية عن طريق قياس ضغطها.

الكواشف

تميل الغازات إلى أن تكون أكثر تفاعلًا ، باستثناء الغازات النبيلة ، من السوائل أو المواد الصلبة ، وهذا هو السبب في أنها من المحتمل أن تكون خطرة ، إما بسبب مخاطر الحريق ، أو لأنها يمكن أن تدخل بسهولة إلى أجهزة التنفس لدى الأفراد.

جزيئات صغيرة

وعادة ما تكون الجسيمات الغازية صغيرة أيضًا ، مثل الذرات أو الجزيئات البسيطة.

على سبيل المثال ، غاز الهيدروجين ، H ₂ ، جزيء صغير جدًا مكون من ذرتين هيدروجين. لدينا أيضًا الهيليوم ، هو ، الذي تكون ذراته أصغر.

التفاعلات

التفاعلات في الحالة الغازية لا تذكر. في هذا يختلف اختلافًا كبيرًا عن الحالة السائلة والصلبة ، حيث تكون جزيئاته شديدة التماسك وتتفاعل بقوة مع بعضها البعض. في الجزيئات التي تشكل الحالة السائلة والصلبة بالكاد يوجد فراغ جزيئي معين بينهما.

الجسيمات في الحالة الغازية بعيدة جدًا عن بعضها البعض ، وهناك الكثير من الفراغ بينها. لم يعد فراغًا على نطاق جزيئي. المسافة التي تفصل بينهما كبيرة جدًا لدرجة أن كل جسيم في الغاز يكون حراً وغير مكترث بمحيطه ، إلا إذا اصطدم في مساره الفوضوي بجسيم آخر أو بجدار الحاوية.

إذا افترضنا عدم وجود حاوية ، فيمكن ملء الفراغ بين جزيئات الغاز بالهواء ، مما يدفع الغاز ويسحبه في اتجاه تياره. ولهذا فإن الهواء الذي يتكون من خليط غازي قادر على تشويه المواد الغازية ونشرها في السماء طالما أنها ليست أكثر كثافة منها.

القانون العام للدولة الغازية

الدراسة التجريبية لسلوك وميكانيكا الغازات المشتقة من عدة قوانين (Boyle ، Charles ، Gay-Lussac) التي تم دمجها لتكون قادرة على التنبؤ بمعلمات أي نظام أو ظاهرة غازية ، أي ما ستكون درجة حرارته وحجمه والضغط.

هذا القانون العام له التعبير الرياضي التالي:

P = KT / V.

حيث K ثابت ، P الضغط ، V الحجم ، و T درجة حرارة الغاز على مقياس كلفن. وبالتالي ، من خلال معرفة متغيرين (على سبيل المثال ، P و V) ، يمكن حل المتغير الثالث ، والذي سيصبح غير معروف (T).

يسمح لنا هذا القانون بمعرفة ، على سبيل المثال ، ما هي درجة حرارة غاز محصور في وعاء بحجم V ، يجب أن يكون عليه الضغط P.

إذا أضفنا إلى هذا القانون مساهمة Amadeus Avogadro ، فسيكون لدينا قانون الغاز المثالي ، والذي يتضمن أيضًا عدد الجسيمات ، ومعها التركيز المولي للغاز:

P = nRT / V.

حيث n تقابل عدد مولات الغاز. يمكن إعادة كتابة المعادلة على النحو التالي:

P = cRT

حيث c هو التركيز المولي للغاز (n / V). وهكذا ، من قانون عام ، يتم الحصول على القانون المثالي الذي يصف كيفية ارتباط الضغط والتركيز ودرجة الحرارة وحجم الغاز المثالي.

أمثلة على الحالة الغازية

العناصر الغازية

يقدم الجدول الدوري نفسه ذخيرة جيدة من أمثلة العناصر التي تحدث على الأرض كغازات. بينهم لدينا:

-هيدروجين

- هيليوم

-نتروجين

-أكسجين

- الفلور

- الكلور

-نيون

-ارجون

-كريبتون

-زينون

هذا لا يعني أن العناصر الأخرى لا يمكن أن تصبح غازية. على سبيل المثال ، يمكن أن تتحول المعادن إلى غازات إذا تعرضت لدرجات حرارة أعلى من نقاط الغليان الخاصة بها. وبالتالي ، قد تكون هناك غازات من جزيئات الحديد والزئبق والفضة والذهب والنحاس والزركونيوم والإيريديوم والأوزميوم ؛ من أي معدن.

المركبات الغازية

في القائمة التالية لدينا بعض الأمثلة على المركبات الغازية:

- أول أكسيد الكربون CO

هيكل لويس من أول أكسيد الكربون

- ثاني أكسيد الكربون ، CO ₂ (الغاز الذي يتكون الزفير)

- الأمونيا ، NH ₃ (مادة حيوية لعمليات صناعية لا نهاية لها)

ثالث أكسيد الكبريت SO ₃

-Methane، CH ₄ (الغاز المنزلي، والتي يتم طهيها)

هيكل الميثان

- إيثان ، CH ₃ CH ₃

- ثاني أكسيد النيتروجين NO ₂ (غاز بني)

- فوسجين ، COCl ₂ (مادة شديدة السمية)

- الهواء (خليط من النيتروجين والأكسجين والأرجون والغازات الأخرى)

- بخار الماء ، H ₂ O (وهو جزء من السحب ، السخانات ، مبخرات الآلات ، إلخ).

- الأسيتيلين ، HC≡CH

الصيغة الهيكلية الأسيتيلين

- أبخرة اليود I ₂ (غاز أرجواني)

-Sulfur سادس فلوريد، SF ₆ (غاز كثيفة جدا وثقيلة)

- الهيدرازين ، N ₂ H ₄

- كلوريد الهيدروجين ، حمض الهيدروكلوريك (الذي ينتج حمض الهيدروكلوريك عند إذابته في الماء)

المراجع

1. ويتن ، ديفيس ، بيك وستانلي. (2008). كيمياء (الطبعة الثامنة). سينجاج ليرنينج.
2. ويكيبيديا. (2020). غاز. تم الاسترجاع من: en.wikipedia.org
3. إدوارد أ. ماسون. (6 فبراير 2020). غاز. Encyclopædia Britannica. تم الاسترجاع من: britannica.com
4. هيلمنستين ، آن ماري ، دكتوراه. (11 فبراير 2020). تعريف الغاز وأمثلة في الكيمياء. تم الاسترجاع من: thinkco.com
5. ماريا إستيلا رافينو. (12 فبراير 2020). ما هي الحالة الغازية؟ تم الاسترجاع من: concept.de